Шаблоны

Здесь будет собираться вся информация, связанная с шаблонами.

Java

Шаблоны в Java обладают следующими особенностями:

1. Виртуальная машина Java не имеет дело с объектами обобщенных типов. Таким образом, шаблоны были введены в Java без существенных модификаций виртуальной машины.
2. Типы-параметры шаблона могут содержать ограничения: реализация интерфейсов и наследование от некоторого класса. Для этого применяется ключевое слово extends public static <T extends Comparable<? super T>> T max(T[] a)
3. При компиляции обобщённых типов или методов компилятор производит подчистку шаблона, при которой все типы-параметры шаблона превращаются в свои базовые классы (если не было ограничений, то в Object). Например, шаблон из предыдущего пункта будет при компиляции подчищен до public static Comparable max(Comparable[] a) Если тип-параметр реализует несколько интерфейсов, то при подчистке он превращается в первый интерфейс этого списка (или в предка, если он есть). При необходимости компилятор вставит приведения типа к остальным интерфейсам списка.
4. При явном использовании шаблонного типа в качестве его сырого (подчищенного) варианта компилятор выдаёт предупреждение. Это сделано для совместимости с уже написанным кодом, использующим нешаблонные коллекции.
5. Для сохранения цепочек виртуальности генерируются методы-мосты. Например,
   

class DateInterval extends Pair<Date>
{
  public Date getSecond(){...}
}

Предположим, у подчищенного класса Pair есть свой метод getSecond, возвращающий Object. Тогда для работы механизмов виртуальности в DateInterval будет сгенерирован метод Object getSecond{...}, вызывающий getSecond, определённый пользователем.

1. Есть подстановочные типы и супертипы. Это может упростить работу с шаблонами:
   • Pair<? extends myClass> означает пару, параметризованную потомком MyClass
   • Pair<? super myClass> означает пару, параметризованную предком MyClass.
     И то, и другое может применяться только в заголовках методов.
2. При помощи рефлексии можно даже во время выполнения выудить информацию о происхождении подчищенных типов (если виртуальная машина достаточно новой версии и поддерживает это).

Шаблоны Java имеют следующие ограничения:

1. Типы-параметры не могут принимать примитивные типы, например, int или double. Происходит из-за невозможности подчистки (эти типы не приводятся к Object).
2. Нельзя генерировать и перехватывать исключения обобщённых типов.
3. Запрещены массивы обобщённых типов.
4. Нельзя создавать экземпляры типов-параметров (можно только сложным способом - при помощи рефлексии).
5. Шаблонный тип не может содержать статические переменные (т.к. они превращались бы при подчистке в одну переменную для всех инстанций).

Ada

1. В Ада шаблонными могут быть подпрограммы и пакеты (аналоги классов в других языках).
2. В языке есть богатая система ограничений для типов-параметров шаблона. Например, можно указать не только базовый тип, но и просто сказать, что тип-параметр T должен быть каким-нибудь целым типом. Такая система ограничений введена, по-видимому, из-за ориентации языка на применимость к численным методам.
3. Можно использовать не только параметры-типы, но и параметры-значения (как в C++). Например, шаблон может быть параметризован целым числом.
4. Параметром шаблона может быть не только тип, но и подпрограмма. При этом сигнатура подпрограммы указывается. Это упрощает работу с шаблонами, предоставляя механизм более мощный, чем интерфейсы в C#/Java.

Шаблоны Ада обладают следующими недостатками:

1. Для использования некоторой шаблонной сущности необходимо заранее создать её нешаблонный псевдоним.
2. Возможно падение эффективности шаблонного кода по сравнению с нешаблонным, так как компилятор может создавать один и тот же код для всех инстанций шаблона.

Ссылки на статьи о шаблонах

1. Сравнение шаблонов C++ и D
2. Шаблоны С++ в Википедии

Ссылки на статьи о концептах C++

1. Концепты в англ. Википедии
2. Проект концептов в C++0x (ревизия 1) — комитет по стандартизации C++
3. Домашняя страница экспериментального компилятора ConceptGCC (форк GCC), поддерживающего концепты C++0x (автор: Дуг Грегор, один из автора проекта концептов комитета по стандартизации)
4. Статья о ConceptGCC в английской Википедии
5. Лекция Дуга Грегора о концептах
6. Концепты — раздаточный материал на лекции по курсу «Стандартная библиотека C++»
7. Библиотека The Boost Concept Check Library (BCCL) (из состава Boost), реализующая идею концепций в существующем стандарте языка.
8. Концепции не будут включены в новую версию стандарта языка: C++: The Removal of Concepts From C++0x, комментарий на нашем форуме.